Człowiek należy do organizmów heterotroficznych czerpiących niezbędną do Życia energię z pożywienia, dlatego jego wartość energetyczna jest istotnym elementem wartości odżywczej. Źródłem energii mogą być węglowodany, tłuszcze, białka, a także alkohol. Substancje organiczne ulegają spaleniu, uwalniając energię cieplną - tzw. ciepło spalania. Ilość ciepła uwolnionego w wyniku spalania zależy od liczby atomów wodoru, węgla, azotu i siarki w cząsteczce danego związku i icli stosunku do liczby atomów tlenu oraz w mniejszym stopniu od rodzaju wiązali chemicznych między poszczególnymi pierwiastkami i ukształtowania przestrzennego cząsteczek. W organizmie człowieka bezpośrednim dostarczycielem alergii na bieżące potrzeby komórek i tkanek są związki mające wysokoaicrgetyczne wiązania fosforowe - min. ATP. Hydroliza każdej cząsteczki ATP do ADP i reszty kwasu fosforowego uwalnia 7,3 kcal /mol energii, która może być wykorzystana przez komórki do:
• syntezy potrzebnych związków organicznych,
• pracy mechanicznej oraz
• utrzymania w ruchu tzw. pompy jonowej zapewniającej wymianę płynów, a z nią dostarczane niezbędnych substancji odżywczy cli do komórki i usuwanie z niej zbędnych metabolitów.
Określenie ciepła spalania
Próbkę pożywiana umieszcza się w niewielkim tygiclku wypełnionym tlcnan pod wysokim ciśniaiian (tzw. bomba kalorymetryczna). Bombę zanurza się w naczyniu kaloiymctrycznym wypełnionym wodą i umieszczonym w płaszczu kalorymetru. pełniącym rolę izolatora pized stratami ciepła. Zapłon próbki inicjowany jest prądem elektrycznym. Próbka ulega calkowitanu spaleniu do CO». H>0 i tlenków azotu i innych związków azotu (jeśli próbka zawiera białko). Uwolniona aiagia zamieniana jest na ciepło, które powoduje wzrost temperatury wrody w naczyniu kalorymetrycznym Przyrost tanperatury mierzony jest z dokładnością do 0,001°C i jest podstawą do obliczaiia wartości energetycznej próbki.
Mrtody określania wartości kalorycznej pożywienia
Na podstawie wartości ciepła spalania głównych składników odżywczych (węglowodanów, tłuszczów i białek) or az icli udziału w przeciętnej diecie opracowano t/.w. równoważniki spalania Nie mogą one jednak stanowić miarodajnego kryterium ocaiy wartości aiergetycznej pokannu i jego składników. Wartość ta zależy od tego. czy i w jakim stopniu organizm człowieka jest zdolny przyswajać i przekształcać składniki pożywiana do fonu energii fizjologicznie użytecznych (tzw. energia metaboliczna(.Zawartość aiergii metabolicznej zależy zatan od stopnia strawiona, wchłonięcia i katabolizowania poszczególnych składników pożywiana. Przyjęte z pożywieniem składniki pokarmowe nie ulegają bowiem całkowitemu strawiaiiu, wskutek czego z kałem i moczan tracona jest pewna część aiagii.
Składnik |
Straty w kale ikcal/g) |
Straty w moczu (kcai/gi |
Malca |
0.35 |
1.30 |
węglowodany |
0.15 | |
thiszczr |
0.45 |
Metoda klassc/na Atwatera
Atwater prowadząc badania nad wartością aieigetyczną pożywienia określił, ze węglowodany przeciętnej diety trawione są i wchłaniane w 98%. tłuszcze w 95% a białka w 92% Stwierdził, że zaw-arte w pożywieniu białko nie jest w organizmie człowieka całkowicie spalane do tlenków azotu, jak ma to miejsce w bombie kalorymetrycznej. Grupy aminowe zostają w cyklu omitynowym przekształcone w wydalany przez nerki mocznik. W przemianach katabolicznych białek wyzwala się jedynie około 70% aiergii clianicznej aminokwasów (48% wr postaci ciepła. 22% w ATP). Wartość energetyczną pożywiana najczęściej